變頻器在冷凍機上的應(yīng)用

在當代今社會，隨著制冷工業(yè)的發(fā)展，制冷的應(yīng)用也日益廣泛，現(xiàn)已滲透到人們的生活、生產(chǎn)、科學研究活動的各個領(lǐng)域，并在改善人類的生活質(zhì)量方面發(fā)揮著巨大的作用，從日常的衣、食、住、行，到尖端科學技術(shù)都離不開制冷。

螺桿式制冷壓縮機簡介：

螺桿式制冷壓縮機，是指用帶有螺旋槽的一個或兩個轉(zhuǎn)子（螺桿）在氣缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)使氣體壓縮的制冷壓縮機，屬于工作容積作回轉(zhuǎn)運動的容積型壓縮機。

螺桿式制冷壓縮機的能量調(diào)節(jié)方法主要有吸入節(jié)流調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)停調(diào)節(jié)、變頻調(diào)節(jié)、滑閥調(diào)節(jié)、柱塞閥調(diào)節(jié)等。目前普遍采用的能量調(diào)節(jié)方式是滑閥調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方法是在螺桿壓縮機的機體上，安裝一調(diào)節(jié)滑閥，成為壓縮機機體的一部分。它是通過滑閥的移動使壓縮機陰、陽轉(zhuǎn)子的齒間基元容積在齒面接觸線從吸氣端向排氣端移動的前一段時間內(nèi)，通過滑閥回流孔仍與吸氣孔口相通，并使部分氣體回流到吸氣孔口，即改變轉(zhuǎn)子的有效工作長度，來達到能量調(diào)節(jié)的目的。調(diào)節(jié)范圍一般是10%～100%內(nèi)的無級調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過程中，功率與輸氣量在50%以上的負荷運行時幾乎是成正比關(guān)系 ，但在50%以下是，性能系數(shù)則相應(yīng)會大幅度下降，顯得經(jīng)濟性較差。螺桿式制冷壓縮機的電機功率一般都在100kw以上，由于電機轉(zhuǎn)速并未改變，造成在滑閥調(diào)節(jié)過程中，耗電功率較大，所以冷庫存在著比較嚴重的“大馬拉小車”現(xiàn)象。

螺桿式制冷壓縮機的變頻調(diào)節(jié)：

食品的冷凍、冷藏要使用冷凍機，因此，在食品行業(yè)，制冷機的使用是非常普遍的，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，變頻器也正越來越多的用用于制冷機的控制當中。

1、變頻器使用的目的

對制冷機內(nèi)的壓縮機采用變頻控制（壓縮機能力可變控制），可以使制冷機對于冷凍負載的變動始終以接近設(shè)計條件的高效率進行運行。變頻器控制制冷機的主要優(yōu)點如下：

1)節(jié)能：相應(yīng)于冷卻負載的變化改變壓縮機轉(zhuǎn)速，使其始終運行在最佳點。從而減少所需動力。

2)恒溫：采用連續(xù)的容量控制可使冷藏品溫度變化很小。另外，即使對于臨時的冷卻負載增加，也可以依靠加速來減小冷藏品的溫度變化。

3)冷凍能力的改善：密閉式電機直接連接的壓縮機在50Hz地區(qū)的能力只有60Hz地區(qū)的80％，而變頻器控制則可以，做到與電源頻率無關(guān)，始終保持一定的能力。

4）軟起：變頻器的啟動時間是可以根據(jù)現(xiàn)場情況自定義，可以減少工頻啟動對電網(wǎng)的大電流沖擊，延長機械部分的使用壽命。

2、制冷壓縮機的變頻控制

以單臺為例說明如下：根據(jù)現(xiàn)場工藝的要求，變頻器要實現(xiàn)外部控制、應(yīng)有工變頻啟動兩套系統(tǒng)、變頻故障報警功能、外接電流表監(jiān)視電機電流（或輸入電流）等。

其控制線路圖如下：

X1--COM 變頻器外部啟動/停止信號

R1A--R1C 變頻器故障報警輸出

A1V--GND 外接電流表，做監(jiān)視輸入或者輸出側(cè)電流

10V--AI1--GND 外部電位器調(diào)速

制冷機基本上是恒轉(zhuǎn)矩特性，所以只要使變頻器輸出電壓與頻率成比例就行了。但是制冷機結(jié)合實際機的使用范圍廣，一般都與電機的設(shè)計條件不完全一致。在運行條件上電壓也需要改變，最終仍需要實驗確定最佳V/F模式。另外，為了改善加速時的效率雖然可以改用變頻器專用電機，但作為變頻器故障時的備用，變頻專用電機很難直接用工頻電源進行運行。而且改用變頻電機的費用會大幅增加，因此我們?nèi)圆捎迷械碾姍C及機械設(shè)備，只是將原有的自耦降壓啟動改為由變頻器控制系統(tǒng)。

為了防止變頻器輸出頻率低時，制冷機散熱差及總體效率的降低，在變頻器上設(shè)定最低運行頻率為30Hz。

節(jié)能效果：

1、電機采用變頻器啟動時，大大降低了啟動電流。

2、采用變頻器控制電機可以改善功率因數(shù)。

3、采用變頻器適當升頻的方式，可以節(jié)約電機的啟動臺數(shù)。

綜上所說，根據(jù)以往經(jīng)驗節(jié)電率應(yīng)該能達到5%左右。

注意事項：

以下敘述采用變頻器控制冷凍機時主要應(yīng)注意的問題。

1）往復式壓縮機在額定轉(zhuǎn)速以下減速時，活塞環(huán)等的油膜厚度減小，可能造成汽缸等部件的異常磨損。特別是對于離心供油、濺噴式供油方式，減速會引起供油量極端減少，更應(yīng)注意潤滑。

2）在5-10HP級的半密閉型壓縮機的場合，由于上述潤滑問題以及低負載時的電機效率、繞組溫度上升、防震裝置的諧振頻率等問題，限制了其最低頻率約為30HZ。

3）使用氟利昂系列制冷閃電戰(zhàn)的冷凍裝置在容量控制運行時，將面臨蒸發(fā)器的油回歸問題。一般在容量控制運行中，有必要定期進行回油運行。

審核編輯：湯梓紅